第二章固体电介质的击穿特性.ppt

电介质的耐热等级 介质热老化的程度主要决定于温度及介质经受热作用的时间。为此国际电工委员会按照材料的耐热程度划分耐热等级。如 Y A E B F H C 90 105 120 130 155 180 180℃ 根据这个绝缘耐热等级可以进行设备运行负荷的最佳经济性设计 电介质的耐寒性 耐寒性是绝缘材料在低温下保证安全运行的最低许可温度，否则，固体可能变脆、开裂，液体可能凝固。如10、25、40号变压器油分别表示其凝固温度为-10、-25、-40℃ 2. 机械性能 有脆性、塑性和弹性三种 3. 吸潮性能 在潮湿地区要选用吸湿性小、憎水性强的材料。一般而言，非极性电介质吸湿性低，极性电介质吸湿性较强 4. 化学性能及抗生物性 化学性能指材料的化学稳定性如耐腐蚀性气体、液体溶剂等 抗生物性指材料抗霉菌、昆虫的性能，在湿热地区尤为重要 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 第二章　固体电介质的击穿 主要内容 固体电介质的击穿过程 有机绝缘材料的电树老化 影响固体电介质击穿电压的主要因素 电介质击穿过程的空间电荷效应 电介质的其它性能 气、固、液三种电介质中，固体密度最大，耐电强度最高 　空气的耐电强度一般在3 — 4 kV/mm左右； 　液体的耐电强度在10 — 20 kV/mm； 　固体的耐电强度在十几 — 几百kV/mm 固体电介质的击穿过程最复杂，且击穿后是唯一不可恢复的绝缘 普遍规律：任何介质的击穿总是从电气性能最薄弱的缺陷处发展起来的，这里的缺陷可指电场的集中，也可指介质的不均匀性 一、固体电介质的击穿过程 1. 固体电介质击穿特性的划分 区域A：击穿时间小于10?s 的区域，此范围内击穿电压随击穿时间的缩短而提高。类似于气体介质击穿的伏秒特性 区域B：击穿时间在10?0.2 ?s范围的区域，此范围内击穿电压恒定，与时间无关 　这两个区域内的击穿都具有电击穿的性质 电工纸板的击穿电压 与电压作用时间的关系 1. 固体电介质击穿特性的划分 区域C：击穿电压随击穿前时间的增加而明显下降，具有热击穿的特点 区域D ：C区以外 电工纸板的击穿电压 与电压作用时间的关系 A、B 区：属于电击穿 C 区：属于热击穿 D 区：为电化学击穿、电老 化，击穿时间在几十 个小时以上，甚至几年 电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电离基础上，固体电介质中存在少量传导电子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰撞，从而击穿 电击穿理论本身又分为两种解释碰撞电离的理论 固有击穿理论 电子崩击穿理论 2. 电击穿 A(E,α,T0)=B(α,T0) A(E,α,T0)：电场作用下单位时间内电子获得的能量 B(α,T0)：电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量 E：电场，α：标志电子的状态因子，T0：晶格温度 固有击穿理论：在某一场强值内，上述关系式成立，获得和失去的能量平衡，超过则不成立，引起破坏，称之为固有击穿理论 电子崩击穿理论：当上述平衡破坏后，电子整体上得到加速，与晶格产生碰撞电离，反复碰撞形成电子崩，电场作用下给电子注入能量激增，导致介质结构破坏，称之为电子崩击穿理论 时间影响：电压作用时间短，击穿电压高 介质特性：如果介质内含气孔或其它缺陷，对电场造成畸 变，导致介质击穿电压降低 电场均匀度：电场的均匀程度影响极大 累积效应：在极不均匀电场及冲击电压作用下，介质有明显的不完全击穿现象，导致绝缘性能逐渐下降，称为累积效应。介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多而下降 无关因素：击穿电压和介质温度、散热条件、介质厚度、频率等因素都无关 电击穿的特点 3. 热击穿 A范围：击穿电压和介质温度无关，属于电击穿性质 B范围：温度超过某临界值后，击穿电压随介质温度的增加而下降，表明击穿已涉及到明显的热过程 交变电压下电瓷的击穿电压与温度的关系 热击穿的概念： 由于介质损耗的存在，固体电介质在电场中会逐渐发热升温，温度的升高又会导致固体电介质电阻的下降，使电流进一步增大，损耗发热也随之增大。在电介质不断发热升